elektronoverføringen

Elektronoverføringen refererer til bevegelsen av elektroner mellom kjemiske arter. Dette skjer i en rekke prosesser, blant annet redoksreaksjoner og energikonvertering i biologiske systemer og teknologiske enheter.

Hovedmekanismene er inner-sphere og outer-sphere elektronoverføring. Inner-sphere innebærer at donor og akseptor er koblet gjennom en kjemisk bro eller direkte binding som tillater elektronoverføring. Outer-sphere foregår uten direkte binding og skjer ofte via elektron-tunneling over avstand. Hastigheten påvirkes av drivkraften (energiforskjellen mellom donor og akseptor) og reorganisasjonsenergien til omgivelsene.

I biologi spiller elektronoverføring en sentral rolle i respirasjonen og fotosyntesen. Elektroner blir flyttet gjennom elektrontransportkjeden via bærere som NADH, ubiquinon og cytochromer, og den frigjorte energien driver protonpumpingen som danner en protongradient som brukes til å syntetisere ATP.

Innen elektrokjemi og materialvitenskap er elektronoverføring avgjørende for batterier, brenselceller og solceller. Redoksprosesser skjer ved elektroder og i løsninger, og teoretiske modeller som Marcus-teorien beskriver raten som en funksjon av drivkraft og reorganisasjonsenergien.

Historisk har studier av elektronoverføring bidratt til å forklare hvordan kjemiske reaksjoner skjer raskt og effektivt. Den moderne teorien ble utviklet av Rudolph A. Marcus, som fikk Nobelprisen i kjemi i 1992 for arbeidet med elektronoverføring i kjemiske systemer.